JZ2440裸机实验-使用C语言点亮LED

实验环境：

1.JZ2440  V3开发板

2.在UBUNTU 9.1下编译链接

下载方式：采用UBOOT+DNW的下载方式，默认已经装好了UBOOT和DNW的相关驱动等

一、C语言与栈

        C语言与栈的关系：C语言中的局部变量都是用栈来实现的。如果我们汇编部分没有给C部分预先设置合理合法的栈地址，那么C代码中定义的局部变量就会落空，整个程序就死掉了。

我们平时在编写单片机程序（譬如51单片机）或者编写应用程序时并没有去设置栈，但是C程序还是可以运行的。原因是：在单片机中由硬件初始化时提供了一个默认可用的栈，在应用程序中我们编写的C程序其实并不是全部，编译器（gcc）在链接的时候会帮我们自动添加一个头，这个头就是一段引导我们的C程序能够执行的一段汇编实现的代码，这个代码中就帮我们的C程序设置了栈及其他的运行时需要。

从裸机建议C语言的运行环境需要设置栈和清理BSS段。具体的参考下面的一篇博文：

https://blog.csdn.net/kangear/article/details/8812021

二、如何设置栈

在ARM中37个寄存器中，每种模式下都有自己的独立的SP寄存器（r13），我们如何访问SVC模式下的SP呢？很简单，先把模式设置为SVC，再直接操作SP。但是因为我们复位后就已经是SVC模式了，所以直接设置SP即可。栈必须是当前一段可用的内存（可用的意思是这个地方必须有被初始化过可以访问的内存，而且这个内存只会被我们用作栈，不会被其他程序征用）

当前CPU刚复位（刚启动），外部的SDRAM尚未初始化，目前可用的内存只有内部的SRAM（因为它不需初始化即可使用）。因此我们只能在SRAM中找一段内存来作为SVC的栈。内部SRAM总共有4K的大小(如下图所示)，在ARM中，ATPCS（ARM关于程序应该怎么实现的一个规范）要求使用满减栈（FD），所以不出意外都是用满减栈，可知SVC栈应该设置为4096（最大也是4096）

三、汇编如何调用C语言

在汇编启动代码中设置好栈后，使用bl xxx的方式来调用C中的函数xxx即可。那么在C语言中怎么操作寄存器呢（其实就是内存）？

用C语言来访问内存，就要用到指针

	unsigned int *p = (unsigned int *)GPFCON;
	*p = 0x1500;

四、实验代码

一共分为start.S  led.c  Makefile三个部分

start.S如下：

#define WTCON	0x53000000
 
.global _start
_start:
	//关闭看门狗
	ldr r0, =0  
	ldr r1, =WTCON			
	str r0, [r1]				

    /*设置内存：sp栈*/
    ldr sp,=4096/*nand启动*/
//  ldr sp,=0x40000000 /*nor启动*/
 
    /*调用led_blink*/
    bl led_blink
	
	b .

led.c如下：

#define GPFCON	0x56000050
#define GPFDAT	0x56000054

void delay(void);

// 该函数要实现led闪烁效果
void led_blink(void)
{
	// led初始化
	unsigned int *p = (unsigned int *)GPFCON;
	unsigned int *p1 = (unsigned int *)GPFDAT;
	*p = 0x1500;
	
	while (1)
	{
		// led亮
		*p1 = ((0<<4) | (0<<5) | (0<<6));
		// 延时
		delay();
		// led灭
		*p1 = ((1<<4) | (1<<5) | (1<<6));
		// 延时
		delay();
	}
}

void delay(void)
{
	unsigned int i = 5000000;		
	while (i--);				
}

Makefile文件如下：

all:
	arm-linux-gcc -c -o start.o start.S
	arm-linux-gcc -c -o led.o led.c
	arm-linux-ld -Ttext 0 led.o start.o -o led.elf
	arm-linux-objcopy -O binary -S led.elf led.bin
clean:
	rm *.bin *.o *.elf 

NOTE:

其实在C语言访问寄存器一部分，大部分的程序都是这么写的：

#define GPFCON  *((volatile unsigned int *)0x56000050)

#define GPFDAT   *((volatile unsigned int *)0x56000054)

GPFCON = 0x1500；

分析如下： 
1.(unsigned int *)0x56000050中的0x56000050只是个值，前面加(unsigned int *)表示把这个值强制类型转换为unsigned int型的指针。再在前面加”*”，即*(volatile unsigned int *)0x56000050表示对这个指针解引用，相当于 
(unsigned int *)0x56000050是一个指针p，而这个宏定义为#define GPFCON *p。

这样当读/写以0x56000050为地址的寄存器时，直接书写GPFCON即可，即写： 
GPFCON = 0x1500；

volatile的作用是让程序在编译时，编译器不对程序做优化。优化有时候是ok的，但是有时候是自作聪明会造成程序不对。如果你的一个变量是易变的，不希望编译器帮我们做优化，就在这个变量定义时加volatile。

参考链接：

朱老师课件